H-мост на платка: 8 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:56

H-Bridge е верига, която може да задвижва мотор напред и назад. Това може да бъде много проста схема, която изисква само шепа компоненти за изграждане. Този Instructable демонстрира как да създадете основен H-Bridge. След приключване трябва да сте запознати с основната работа на H-Bridge и да сте готови да преминете към по-сложни версии, които могат да поддържат по-големи, по-мощни двигатели.

Стъпка 1: Събиране на частите

Необходими са само няколко части. 1) Дъска за хляб 2) Малък DC мотор, който може да работи при ~ 7 волта 3) 9-волтова батерия и щракване на батерията 4) Четири малки сигнални NPN транзистора. Тук използваме 2N2222A. 2N3904 е друг общ номер на част и хиляди други ще го направят. 5) Четири 22k ома резистора 6) Два превключвателя с бутони 7) Джъмпери или резервен проводник за свързване на всичко

Стъпка 2: Теория на H-моста

H-Bridge е верига, която може да задвижва постоянен двигател напред и назад. Посоката на двигателя се променя чрез превключване на полярността на напрежението, за да се завърти двигателя по един или друг начин. Това лесно се демонстрира чрез прилагане на 9-волтова батерия към проводниците на малък двигател и след това превключване на клемите за промяна на посоката. Името на H-Bridge е дадено на базата на основната схема, която демонстрира неговата работа. Схемата се състои от четири превключвателя, които завършват веригата, когато се прилагат по двойки. Когато превключвателите S1 и S4 са затворени, двигателят получава захранване и се върти. Когато S2 и S3 са затворени, двигателят получава захранване и се върти в другата посока. Обърнете внимание, че S1 и S2 или S3 и S4 никога не трябва да се затварят заедно, за да се избегне късо съединение. Очевидно физическите превключватели са непрактични, тъй като никой няма да седи да прелиства превключвателите по двойки, за да накара робота си да се движи напред или назад. Това е мястото, където влизат транзисторите. Транзисторът действа като твърдотелен превключвател, който се затваря, когато към основата му се приложи малък ток. Тъй като за активиране на транзистор е необходим само малък ток, ние можем да завършим половината от веригата с един сигнал. Това е достатъчно теория, за да започнем, така че нека започнем да изграждаме.

Стъпка 3: Захранване на H-моста

Ще започнем с полагане на електропроводи. Свържете захранването на батерията към единия ъгъл на захранващата шина. Конвенцията е да се свърже положителното напрежение към горния ред и отрицателното към долния ред, за да се обозначат съответно сигналите HIGH и LOW. След това свързваме горния и долния комплект захранващи шини.

Стъпка 4: Транзисторът като превключвател

Следващата стъпка е да настроите транзисторите. Припомнете си в раздела теория, че се нуждаем от четири превключвателя, за да изградим H-Bridge, така че тук ще използваме и четирите транзистора. Ние също сме ограничени до оформлението на макет, така че действителната схема няма да прилича на буквата H. Нека да разгледаме накратко един транзистор, за да разберем текущия поток. На всеки транзистор има три крака, известни като колектор, база и излъчвател. Не всички транзистори споделят един и същ ред, така че не забравяйте да се консултирате с таблица с данни, ако не използвате един от номерата на частите, споменати в стъпка първа. Когато на базата се прилага малък ток, друг по -голям ток може да тече от колектора към излъчвател. Това е важно, затова ще го повторя. Транзисторът позволява на малък ток да управлява по -голям ток. В този случай излъчвателят трябва винаги да е свързан към земята. Обърнете внимание, че текущият поток е представен с малка стрелка на фигурата по -долу.

Стъпка 5: Превключване на полярностите

Сега ще подредим транзисторите в долната половина на макета, като обърнем ориентацията за всеки друг транзистор. Всяка двойка съседни транзистори ще служи като половината от H-моста. Необходимо е да се остави достатъчно място в средата, за да се монтират някои джъмпери и в крайна сметка кабелите на двигателя. След това ще свържем колектора и излъчвателя на транзисторите съответно към шините с положителна и отрицателна мощност. Накрая ще добавим джъмперите, които ще се свържат към проводниците на двигателя. Транзисторите вече са готови да преминат ток, когато базата е активирана.

Стъпка 6: Прилагане на сигнал

Трябва да приложим малък ток към всеки от транзисторите по двойки. Първо трябва да свържете резистор към базата на всеки транзистор. След това ще свържем всеки набор от резистори към обща точка в подготовката за свързване на превключвател. След това ще добавим двата ключа, които също се свързват към положителната шина. Тези превключватели ще активират половината от H-моста наведнъж и накрая свързваме двигателя. Това е. Свържете батерията и тествайте веригата си. Двигателят трябва да се върти в една посока при натискане на един бутон и в обратна посока при натискане на другия бутон. Двата бутона не трябва да се активират едновременно.

Стъпка 7: Получаване на ясна картина

Ето диаграма на цялата верига в случай, че искате да я запишете за справка. Оригиналните графики са предоставени от Oomlout.

Стъпка 8: Повече мощност на Ya

Добре, така че имате нов лъскав H-Bridge на макет. Сега какво? Важното е, че разбирате как работи един основен H-Bridge и че основните неща са едни и същи, независимо колко мощност натискате. Ето няколко съвета как да направите още една крачка напред, за да поддържате по -големи двигатели и повече мощност. - Можете да използвате Pulme Width Modulation (PWM) вместо двата превключвателя, за да контролирате скоростта на двигателя. Това е лесно, когато имате на разположение микроконтролер, а също така може да бъде постигнато с 555 или 556 таймер IC и няколко пасивни без твърде много проблеми. - Ключът към поддържането на двигатели с по -висока мощност са транзисторите с по -висока мощност. Транзисторите със средна мощност и мощните MOSFET в корпуси TO-220 могат да се справят със значително по-голяма мощност от транзисторите TO-92 с ниска мощност, които използваме тук. Правилните радиатори също ще увеличат капацитета. - Повечето H-мостове са изградени с помощта на NPN и PNP транзистори, за да се предотвратят къси съединения и да се оптимизира потока на тока. Тук използвахме само NPN, за да опростим веригата. - Flyback диоди обикновено се използват в H-мостове с по-висока мощност, за да предпазят останалата част от веригата от опасни напрежения, които се произвеждат от бобините на двигателя при прекъсване на захранването. Тези диоди се прилагат през транзистора по посока на токовия поток и издържат на тези вредни напрежения на ЕМП. - TIP 102 и TIP 107 са чифт допълнителни захранващи транзистори, които имат вградени диоди с обратна връзка. TIP 122/127 и 142/147 са сходни двойки силови транзистори. Това би трябвало да е достатъчно, за да ви насочи в правилната посока, ако искате да продължите напред.